山西省太原市五中2020届高三第二次模拟（6月）理综生物试题 Word版含解析 16页

- 1 - 太原五中 2020 年 6 月 28 日高三理综试题 一、选择题 1. 关于细胞的结构与成分下列说法正确的是（ ） A. 细胞间的通讯都与细胞膜表面的糖蛋白有关 B. 核糖体主要由蛋白质和 tRNA 组成 C. 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，能保持细胞形态 D. 细胞核是遗传信息库，是遗传信息转录翻译的场所 【答案】C 【解析】 【分析】 1、细胞通讯是指细胞间的信息交流，包括：（1）通过体液的作用来完成的间接交流；（2）相 邻细胞间直接接触，通过与细胞膜结合的信号分子影响其他细胞；（3）相邻细胞间形成通道 使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息。 2、核糖体是不具有膜结构的细胞器，是蛋白质合成的场所。 3、对细胞核的功能较为全面的阐述是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【详解】A、细胞间的通讯不都与细胞膜表面的糖蛋白有关，如植物细胞通过胞间连丝进行通 讯，A 错误； B、核糖体是细胞内蛋白质的“装配机器”，主要由蛋白质和 rRNA 组成，B 错误； C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支持着许多细胞器， 与细胞运动、分裂、分化以及物质的运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C 正确； D、细胞核是遗传信息库，遗传信息的表达在细胞核和细胞质中均可完成，D 错误。 故选 C。 【点睛】本题考查细胞结构和功能的知识，考生识记细胞间信息交流的方式、细胞核的结构 和功能是解题的关键。 2. 下列有关生物膜及跨膜运输的叙述错误的是（ ） A. 卵细胞运输营养和代谢废物的效率比红细胞低 B. 温度影响物质跨膜运输的速率的原因一定是因为温度影响了酶活性 C. 改变细胞膜上的蛋白质的种类和数量，可能会影响物质跨膜运输的速率 D. 物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关 【答案】B - 2 - 【解析】 【分析】 1、细胞膜的结构特点：具有流动性（膜的结构成分不是静止的，而是动态的）。 2、细胞膜的功能特点：具有选择透过性（可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和 小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过）。 【详解】A、与红细胞相比，卵细胞体积大，细胞表面积与体积比值相对较小，运输营养和代 谢废物的效率比红细胞的运输效率低，A 正确； B、温度变化可以影响膜上蛋白质、磷脂分子的运动速率，一定程度上也影响了物质跨膜运输 的速率，B 错误； C、细胞膜上的载体蛋白能协助物质跨膜运输，所以改变细胞膜上某种蛋白质的种类和数量可 能会影响物质的跨膜运输速率，C 正确； D、物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关，因为细胞核的核膜、核孔都具有选择性，细 胞核不选择的物质不能进出细胞核，D 正确。 故选 B。 【点睛】本题考查了生物膜和物质跨膜运输影响因素的有关知识，要求考生能够识记生物膜 的结构和功能相互联系，掌握跨膜运输的影响因素。 3. 因发现细胞在分子水平上感知氧气的基本原理，三位科学家在 2019 年获得诺贝尔生理学 或医学奖。研究发现，缺氧诱导因子（HIF）包括两种不同的 DNA 结合蛋白，即 HIF-1α和 ARNT， HIF 以依赖氧的方式与 DNA 片段结合。当氧气含量很低时，HIF-1α数量增加，调节促红细胞 生成素基因，增加红细胞的数量，下列有关叙述正确的是 A. 缺氧诱导因子（HIF）的功能由其特定的脱氧核苷酸序列决定 B. HIF-1α数量增加，有利于氧气的运输 C. HIF-1α与 DNA 片段结合，遵循碱基互补配对原则 D. 当人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生酒精提供能量 【答案】B 【解析】 【分析】 根据题意“缺氧诱导因子（HIF）包括两种不同的 DNA 结合蛋白，即 HIF-1α和 ARNT”，说明 HIF-1α和 ARNT 的化学本质均为蛋白质，由氨基酸脱水缩合形成；当氧气含量很低时，HIF-1α 数量增加，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量，有利于氧气的运输。 - 3 - 【详解】A、缺氧诱导因子（HIF）的化学本质是蛋白质，其功能由其特定的氨基酸种类、数 量和排列顺序以及肽链形成的空间结构决定，A 错误； B、根据题意“HIF-1α数量增加，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量”，显然红 细胞数量的增加，则有利于氧气的运输，B 正确； C、HIF-1α的化学本质是蛋白质，蛋白质中不含碱基，其与 DNA 片段结合，不存在碱基互补 配对的过程，C 错误； D、当人体缺氧时进行无氧呼吸产生乳酸，不会产生酒精，D 错误。 故选 B。 【点睛】分析本题关键要抓住题干信息“缺氧诱导因子（HIF）包括两种不同的 DNA 结合蛋白， 即 HIF-1α和 ARNT”、“当氧气含量很低时，HIF-1α数量增加，调节促红细胞生成素基因， 增加红细胞的数量”等进行判断。 4. 下图表示两个家族中有关甲（基因为 A、a)和乙（基因为 B、b）两种单基因遗传病的系谱 图。若 I1 无乙病基因，下列分析正确的是（ ） A. 由 I3、I4 和 II9 推知甲病为常染色体隐性遗传病 B. II8 和 II7 都含 a 基因的概率是 1/9 C. II1 和 II9 都含 b 基因的概率是 1/2 D. II6 是纯合子的概率为 1/6 【答案】D 【解析】 【分析】 分析图谱可知，I 代表现型正常，Ⅱ代出现患病个体，说明甲、乙两种遗传病都为隐性遗传； 根据题意，I1 无乙病基因，Ⅱ1、Ⅱ9、Ⅲ1、Ⅲ2 都为男性，且都患乙病，推测乙遗传病为伴 X 染色体隐性遗传；Ⅱ2、Ⅱ9 都患甲病，男女都有，推断甲遗传病为常染色体隐性遗传。I1 基因 型为 AaXBY，12 基因型为 AaXBXb，I3 基因型为 AaXBY，I4 基因型为 AaXBXb。 【详解】A.由 I3、I4 和 II9 可推知甲病为隐性遗传病，结合 I1、I2、Ⅱ2 和 I3、I4、II9 可推断甲 病为常染色体隐性遗传病，A 错误； - 4 - B.结合题图可知，Ⅲ2 为 A＿XbY，Ⅱ8 为 A＿XBY，I3 基因型为 AaXBY，I4 基因型为 AaXBXb，则Ⅱ7 为 2/3AaXBXb、1/3AAXBXb，则 II8 和 II7 都含 a 基因的概率是 2/3×1/2=1/3，B 错误； C.II1 和 II9 都患乙病，都含 b 基因的概率是 1，C 错误； D.I3 基因型为 AaXBY，I4 基因型为 AaXBXb，Ⅱ6 是 A＿XBX-，是纯合子的概率为 1/3×1/2=1/6，D 正确。故选 D。 5. 有关变异、进化、生物多样性的叙述正确的是（ ） A. 生物的可遗传变异为育种提供了理论基础 B. 一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖只能发生基因突变 C. 种群基因型频率的改变一定会引起基因频率的改变进而导致生物进化 D. 生物多样性包括基因多样性、种群多样性和生态系统多样性 【答案】A 【解析】 【分析】 1、生物进化的实质是种群基因频率的改变，影响种群基因频率变化的因素有变异、自然选择、 迁入和迁出、遗传漂变等。 2、基因重组包括自由组合型和交叉互换型，自由组合型发生在减数分裂后期，指非同源染色 体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合，交叉互换型是指在减数第一次分 裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换。 3、基因突变是由于碱基对的缺失、替换或增添而引起的基因结构的改变，基因突变使转录形 成的密码子发生改变，翻译过程中形成的蛋白质的氨基酸序列有可能发生改变进而导致生物 性状改变。 4、现代生物进化理论认为：生物进化的单位是种群，突变和基因重组为生物进化提供原材料， 自然选择使种群基因频率发生定向改变进而使生物朝着一定的方向进化。 5、生物多样性的层次包括遗传多样性、物种多样性和生态系统的多样性。 【详解】A、可遗传变异可为育种提供理论基础，A 正确； B、一般情况下，花药内含有生殖细胞，生殖细胞的产生过程需要经过减数分裂，因此可能发 生基因重组；根尖细胞进行有丝分裂，不进行减数分裂，只能发生基因突变或染色体变异，B 错误； C、种群基因型频率改变，不一定导致基因频率的变化，C 正确； D、生物多样包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，D 错误； - 5 - 故选 A。 【点睛】本题综合考查生物变异、现代生物进化理论、生物多样性等知识，要求考生识记可 遗传变异的种类及其在育种工作中的应用；识记现代生物进化理论的主要内容；识记生物多 样性的内容，能结合所学的知识准确判断各项。 6. 草方格沙障是用干的麦草、稻草和芦苇等扎成方格形状固定于沙中，并在方格中播撒固沙 植物的种子，用来防风固沙、涵养水分的一种治沙方法。下列说法错误的是（ ） A. 草方格能蓄积降水促进固沙植物的生长 B. 该过程改变了演替的速度但没有改变演替的方向 C. 微生物对草方格材料的分解改善了土壤的结构 D. 该方法可增加治理区域的物种丰富度 【答案】B 【解析】 【分析】 1、人类活动能改变群落演替的速度和方向。 2、保护生物多样性的措施： （1）就地保护：主要形式是建立自然保护区，是保护生物多样性最有效的措施。 （2）迁地保护：将濒危生物迁出原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心， 进行特殊的保护和管理，是对就地保护的补充。 （3）建立濒危物种种子库，保护珍贵的遗传资源。 （4）加强教育和法制管理，提高公民的环境保护意识。 【详解】A、由题意可知，草方格是将麦草、稻草、芦苇等榨成方格固定于沙中，其蓄积降水， 进而促进方格内植物的生长，A 正确； B、草方格可以治理沙化土地，改变了该区域群落演替的速度和方向，B 错误； C、微生物可将方格内的麦草、稻草和芦苇等分解，进而改善方格内的土壤环境，C 正确； D、草方格内种植了固沙植物，可以增加该地物种数量，从而增加物种丰富度，D 正确。 故选 B。 【点睛】本题贴近生活、贴近环境保护实际，提供新信息和新情境，考察环境保护、群落、 生态系统等相关知识，难度不大。 7. 为研究稀土复合叶面肥对苹果叶面光合作用的影响，将生长状态基本相同的富士苹果植株 - 6 - 分为五组，分别施用不同稀土浓度的叶面肥。实验测得的叶绿素含量以及白天 10 点和 12 点 净光合速率的结果如图所示，回答下列问题。 （1）设置稀土浓度为 0 组实验的目的是_______________________。 （2）从图中结果可知施加稀土叶面肥能显著提高净光合速率可能是通过影响_________（填 “光合作用”或“细胞呼吸”）实现的。判断的依据是_____________。 （3）对比 10 点和 12 点的净光合作用速率发现，12 点净光合速率显著下降， 其中对照组 下降幅度明显__________（ 填“大于”或“小于”）实验组，说明___________。 【答案】 (1). 作为对照，为了排除除稀土以外的其他成分对实验的干扰 (2). 光合 作用 (3). 稀土叶面肥能明显提高叶绿素总量的积累，能达到提高光合作用的目的 (4). 大于 (5). 稀土复合叶面肥喷施处理能有效缓解叶片光合午休 【解析】 【分析】 据图分析：五组叶绿素总含量变化是随着稀土浓度增加先增加后减少，在稀土浓度为 0.1 时 最多，而白天 10 点和 12 点净光合速率的结果与总叶绿素含量变化趋势相同，这说明稀土叶 面肥能通过提高叶绿素总含量，能达到提高净光合作用的目的。 【详解】（1）据图分析可知，该实验的自变量是稀土浓度和不同时间的光照强度，因变量是 叶绿素总含量和净光合速率，故设置稀土浓度为 0 的对照组，其目的是为了排除叶面肥中除 稀土以外的成分对实验的干扰。 （2）从图中结果可以看出，稀土叶面肥通过影响光合作用来显著提高苹果的净光合速率，从 图中数值推断看，判断的依据是稀土叶面肥能通过提高叶绿素总含量，能达到提高净光合作 用的目的。 （3）夏季晴朗的白天，由于外界气温高，植物气孔逐渐关闭，导致二氧化碳供应不足，最终 导致光合速率下降，科学家把这一现象称为“光合午休”。对比 10 点和 12 点的净光合作用 - 7 - 速率，发现 12 点净光合速率显著下降，说明晴朗夏日，中午光照强、温度高，植物为防止体 内水分过度散失而使关闭气孔，吸收二氧化碳量减少，进而造成光合作用数量下降。其中对 照组下降幅度明显大于实验组，说明稀土复合叶面肥喷施处理能缓解叶片的“光合午休”。 【点睛】解答本题的关键是分析实验的自变量和因变量，从柱形图中提取叶绿素含量、净光 合速率变化趋势及两者之间联系，结合光合作用过程、影响因素迁移相关知识作答。 8. 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。incident 研究人员利用与癌细胞在某些方面 具有相似性的诱导多能干细胞（iPSC）进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行如下实验： 免疫组小鼠：每周注射 1 次含失去增殖活性的 iPSC 悬液，连续 4 周； 空白组小鼠：每周注射 1 次不含失去增殖活性的 iPSC 的缓冲液，连续 4 周。 实验一：取免疫组和空白组小鼠的血清分别与 iPSC、DB7（一种癌细胞）和 MEF（一种正常体 细胞）混合，检测三种细胞与血清中抗体的结合率，结果见下表。 血清 细胞与抗体的结合率（%） 细胞 iPSC DB7 MEF 免疫组 77 82 8 空白组 10 8 9 （1）比较表中 iPSC 与两组小鼠血清作用的结果可知，免疫组的数值明显高于空白组的数值， 说明 iPSC 刺激小鼠产生了__________免疫。 （2）表中 DB7 和 iPSC 与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异，说明 DB7 具有可以 与抗 iPSC 的抗体结合的________，iPSC 具有潜在的预防和治疗癌症的应用前景。 （3）实验二：为了验证 iPSC 也能刺激机体产生特异性抗肿瘤的细胞免疫。研究人员另取小 鼠进行实验，下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择 A～F 填入①～④处， 则③_______， ④___________。 【答案】 (1). 体液 (2). 抗原 (3). F (4). A 【解析】 - 8 - 【分析】 1、分析表格数据：免疫组的 DB7 和 iPSC 细胞与抗体结合率明显高于正常细胞，说明生活的 iPSC 细胞刺激机体产生的抗体，同样对 DB7 细胞起作用，说明 DB7 有与 iPSC 相似的抗原，可 与 iPSC 刺激小鼠产生的抗体结合。 2、分析题图：A 鼠肿瘤变大，B 鼠肿瘤变小。①步骤小鼠注射后产生肿瘤，故①注射的是癌 细胞（DB7）；②步骤注射后需要在 4 周后提取，故 2 号小鼠注射的是失去增殖活性的 iPSC， 目的是促使 2 号小鼠产生免疫反应；③步骤注射的是 T 细胞（这里边包含已经产生的效应 T 细胞），注射到 1 组，由于 iPSC 与癌细胞（DB7）表面具有类似的抗原，则 2 组产生的免疫细 胞也能对抗 1 组小鼠的肿瘤，则 1 组小鼠的肿瘤会变小。 【详解】（1）实验一：取免疫组和空白组小鼠的血清分别与 iPSC、DB7（一种癌细胞）和 MEF （一种正常体细胞）混合，检测三种细胞与血清中抗体的结合率。比较表中 iPSC 与两组小鼠 血清作用的结果可知，免疫组的数值明显高于空白组的数值，说明 iPSC 刺激小鼠产生了特异 性抗体，发生了体液免疫。 （2）综合表中全部数据，免疫组的 DB7 和 iPSC 细胞和抗体结合率都比较高，而正常细胞和 抗体结合率比较低，说明 DB7 有与 iPSC 相似的抗原，可与 iPSC 刺激小鼠产生的抗体结合。 （3）实验二：要验证 iPSC 与癌细胞（DB7）表面具有类似的抗原，实验过程中，一组小鼠注 射 DB7（标记为 1 组），一周后皮下形成肿瘤。随后小鼠肿瘤体积逐渐增大，另一组（标记为 2 组）注射 iPSC，4 周后，取其 T 细胞（这里边包含已经产生的效应 T 细胞）注射到 1 组，由 于 iPSC 与癌细胞（DB7）表面具有类似的抗原，则 2 组产生的免疫细胞也能对抗 1 组小鼠的 肿瘤，则 1 组小鼠的肿瘤会变小。因此对照图示过程判断：③是 F，即 T 细胞，④是 A，即肿 瘤逐渐变小的小鼠。 【点睛】分析解答本题关键要结合两个实验相关的题表、题图信息，明确两个实验的目的， 一个是通过实验一验证体液免疫对抑制或治疗癌细胞的作用；实验二是研究细胞免疫对抑制 或治疗癌细胞的作用，进而厘清两个实验的设计思路，从确定自变量和因变量入手，分析整 个实验结果和得出对应的结论即可。 9. 下图是某水库生态系统的食物网，图中 A、B、C 和 D 代表四个不同物种的鱼。回答下列问 题。 - 9 - （1）B 和 D 的种间关系是____。作为一个完整的生态系统，图中缺少的生物成分是____，该 成分在生态系统中的作用是____。 （2）调查发现，小个体的 D 主要以虾、浮游动物为食，大个体的 D 主要以 A、B 和 C 为食， 这在一定程度上缓解了____的剧烈程度，有利于 D 的生存。 （3）研究发现，在蓝藻浓度较高时，D 更多地以鱼类为食，从而能抑制水华发生。水华发生 被抑制的原因是____。 【答案】 (1). 捕食、竟争 (2). 分解者 (3). 将动植物遗体和动物的排遗物分解 成无机物 (4). 种内斗争 (5). D 更多地以鱼类为食会使得浮游动物、虾增加，从而 增加了对浮游植物的摄食，由此抑制水华 【解析】 【分析】 生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构；由某水库生态系统的食物网简图可知， A、B、C、D 均为鱼类，为不同级别的消费者，图中只列出了生产者和各级消费者，未列出的 该生态系统的成分是非生物的物质和能量、分解者。 【详解】 （1）据图可知，B 和 D 均以 A 为食物，两者之间存在竞争关系，同时 D 捕食 B，两者之间也 有捕食关系；一个完整的生态系统中生物成分包括生产者、消费者和分解者，图中缺少分解 者；分解者在生态系统中的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。 （2）调查发现，D 鱼的大小个体捕食对象不同，可以更为充分的利用资源，这在一定程度上 可以缓解 D 种内斗争的剧烈程度，有利于 D 的生存。 （3）据图示食物网关系可知：若 D 更多地以鱼类为食，鱼类数目减少会使得浮游动物、虾的 数量增加增加，从而增加了对浮游植物的摄食，由此可以抑制水华。 【点睛】 本题考查生态系统的结构、食物链、食物网等相关内容，意在考查考生理解所学知识的要点， 把握知识间的内在联系以及识图的能力，熟记教材相关知识是解题关键。 - 10 - 10. 某植物种群中有红花植株和白花植株两种类型，花色受 2 对等位基因(A/a、B/b)控制。 红花植株的自交结果有 3 种，如图所示。请回答下列问题： (1)该植物花色的遗传符合基因自由组合定律，判断依据是___________。 (2)自交 2 中，亲本红花植株的基因型为___________，F1 中出现红花︰白花=3︰1 的条件是 ___________。 (3)自交 3 中，F1 白花的基因型有___________种。 (4)色素的形成需要经历一系列的生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，已 知形成色素的前体物质呈白色，请就形成花色的生化途径提出一个合理假说_____ (文字或图 示均可) 【答案】 (1). 自交 3 中，Fl 的分离比为 9：3：3：1 的变形，符合两对等位基因自由组合 的分离比 (2). AaBB 或 AABb (3). 雌雄亲本各产生 2 种配子，比例分别为 1：1；每种 雌、雄配子的结合概率相同；子代植株的成活率相同 (4). 5 (5). A 基因控制合成的 蛋白质和 B 基因合成的蛋白质共同构成酶，此酶使前体物质（白色）转化为红色色素。图解： 【解析】 【分析】 1、基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于 同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗 - 11 - 传给后打，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合； 2、基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的 性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形 细胞贫血症、囊性纤维病。 【详解】(1) 自交 3 中，Fl的分离比为 9:7，是 9:3:3:1 的变形，故该植物花色的遗传符合基 因自由组合定律。 （2）自交 3，F1 中红比白为 9:7，可知亲本为 AaBb，红花基因型有 A-B-，白花基因型有 aaB-， A-bb、aabb。自交 2 中，子代红：白=3:1，说明亲本红花一对基因显性纯合，另一对基因杂合， 故自交 2 亲本红花植株的基因型为 AaBB 或 AABb，F1 中出现红花︰白花=3︰1 的条件是：雌雄 亲本各产生 2 种配子，比例分别为 1：1；每种雌、雄配子的结合概率相同；子代植株的成活 率相同。 （3）自交 3，F1 中红比白为 9:7，可知亲本为 AaBb，白花基因型有 aaB-，A-bb、aabb，故有 5 种基因型。 (4)由题干“色素的形成需要经历一系列的生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因 有关，已知形成色素的前体物质呈白色”，结合基因控制性状的途径，提出一个合理假说：A 基因控制合成的蛋白质和 B 基因合成的蛋白质共同构成酶，此酶使前体物质（白色）转化为 红色色素。 图解如下： 【点睛】理解基因分离定律和自由组合定律的实质，学会根据子代表现型及比例推出亲本的 基因型及遵循的遗传规律并判断个体的基因型。 [生物——选修 1:生物科技实践] 11. 葡萄糖异构酶经固定化后，可用于工业化生产高果糖浆。请回答下列问题。 （1）戊二醛是一种交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、 戊二醛溶液先后 - 12 - 加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀， 用注射器将混合液注入到_______溶液中可得到凝胶珠粒， 此过程所用的固化酶方法为 ______________________________________。 （2）海藻酸钠的浓度影响会到凝胶珠粒的形状，若珠粒呈“蝌蚪”状，有明显的拖尾现象， 说明_________，此珠粒中固化酶活力较低，原因是 ______________。 （3）1 个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生 1μmol_________所需的酶量。下图是 温度对葡萄糖异构酶的固化酶和游离酶活力的影响曲线，该曲线表明______________。 （4） 在用葡萄糖异构酶凝胶反应柱生产高果糖浆时，若糖液在 1 次流经反应柱后果糖的浓 度低于产品标准，对此你提出的改进方案是____________（答出 2 点）。 【答案】 (1). CaCl2 (2). CaCl2 包埋法、 化学结合法 (3). 海藻酸钠浓度过高 (4). （交联后的）葡萄糖异构酶易从海藻酸钠中漏出 (5). 果糖 (6). 固化酶和游离 酶的最适温度相同； 低于或高于最适温度时， 固化酶的酶活力高于游离酶 (7). 增加葡 萄糖异构酶凝胶的装载量（或凝胶柱高）； 降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换 直径较细的柱筒等 【解析】 【分析】 固定化酶（固定化细胞）技术是指将酶或细胞固定于载体上，便于与反应物分离，并能重复 使用的技术，固定化酶一般采用化学结合法，固定化细胞多采用包埋法、物理吸附法，如用 海藻酸钠进行包埋。固定化酶固定的是一种具体的酶，不能催化一系列化学反应；与直接使 用酶相比，固定化酶使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。 【详解】（1）戊二醛是一种交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、戊二醛溶 液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀，用注射器将混合液注入到 CaCl2 溶液中可得到凝胶珠 粒，此过程所用的固定化酶方法为 CaCl2 包埋法、化学结合法。 （2）海藻酸钠的浓度影响会到凝胶珠粒的形状，若珠粒呈“蝌蚪”状，有明显的拖尾现象， - 13 - 说明海藻酸钠的浓度过高。此珠粒中活化酶活力较低的原因是：交联后的葡萄糖异构酶易从 海藻酸钠中漏出，影响酶与底物的结合。此种固定化酶技术具有的优点是酶可以回收，能进 行反复利用；节约成本；酶与产物分离等。 （3）高果糖浆生产需要的酶是葡萄糖异构酶，1 个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产 生 1μmol 果糖所需的酶量。通过分析温度对相对酶活力影响的曲线图可知，固化酶和游离酶 的最适温度相同，均对应横坐标上同一点，低于或高于最适温度时，固化酶的酶活力都高于 游离酶。 （4）固定化酶与游离酶的酶促反应相比，固定化酶的不足之处是与底物接触面积减小；产物 不易扩散；单位时间内反应速率相对低或酶的活力降低等。改进方案主要有增加葡萄糖异构 酶的装载量；降低糖液流速；将流出液再次加入反应柱；更换直径更细的柱筒等。 【点睛】本题考查固定化技术，要求考生识记固定化技术及相关应用，掌握固定化细胞的具 体操作过程，能结合所学的知识准确答题。 [生物——选修 3:现代生物科技专题] 12. 红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而倍受关注。为了获得紫杉醇，可以先 用植物外植体获得愈伤组织，然后在生物反应器中悬浮培养。请回答下列问题： （1）以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管 苗，其原理是____________。 研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早， 诱导率高，原因是____________________。 （2）植物组织培养离不开激素的诱导，其中激素的__________和_______都会影响植物细胞 发育的方向；在利用红豆杉生产紫杉醇的过程中，不需要换瓶操作，这主要是因为_________。 （3）与从红豆杉树皮中直接提取相比， 通过茎段组培获得的愈伤细胞悬浮培养生产紫杉醇 的优点是___________________________。 （4）不同有机溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇的得率的影响如下图所示。 - 14 - 注：1、甲醇；2、乙醇；3、丙酮；4、二氯甲烷；5、乙酸乙酯；6、甲醇、乙醇；7、甲醇、 丙酮；8、甲醇、二氯甲烷；9、甲醇、乙酸乙酯；10、乙醇、丙酮；11、乙醇、二氯甲烷； 12、乙醇、乙酸乙酯；13、丙酮、二氯甲烷；14、丙酮、乙酸乙酯；15、二氯甲烷、乙酸乙 酯。 从溶剂单独和混合提取效果的角度分析，可得出的结论有____________________________。 【答案】 (1). 幼茎、 树皮、 针叶的细胞都具有全能性， 在一定条件下能发育成完整 的植株 (2). 幼嫩茎段细胞分化程度低 (3). 种类 (4). 浓度 (5). 不需要改 变培养液中不同激素的浓度配比 (6). 可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控 制培养条件使培养细胞合成大量紫杉醇 (7). 单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲 醇的提取效果最佳； 溶剂混合浸提时， 乙醇——二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最 好 【解析】 【分析】 植物组织培养技术： 1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。 2、原理：植物细胞的全能性。 3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH 和无菌环境等）；② 一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 4、植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、 作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 - 15 - 【详解】（1）植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得 试管苗，其原理是：幼茎、 树皮、 针叶的细胞都具有全能性， 在一定条件下能发育成完整 的植株。研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是 幼嫩茎段细胞分化程度较低，全能性高。 （2）植物组织培养离不开激素的诱导，其中激素的种类和浓度都会影响植物细胞发育的方向； 在利用红豆杉生产紫杉醇的过程中，是通过培养愈伤组织细胞而获得细胞代谢产物，因此不 需要改变培养液中不同激素的浓度配比，所以在培养过程中不需要换瓶操作。 （3）与从红豆杉树皮中直接提取相比，通过茎段组织培养获得的愈伤组织细胞悬浮培养生产 紫杉醇的优点是：可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞 合成大量紫杉醇。 （4）由柱形图分析可知，单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳；溶 剂混合浸提时，乙醇——二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。 【点睛】本题结合实验考查植物组织培养的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学 知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问 题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查。 - 16 -